本发明涉及电池管理系统，具体涉及一种低功耗电池管理系统。
背景技术：
1、电池管理系统是一种针对大型电池组的电子控制设备，可以监控和控制电池组的运行状态，防止电池组出现过充、过放、过流等各种故障，从而延长电池组的使用寿命。电池管理系统被广泛应用于电动汽车、储能系统、太阳能电池板等领域。
2、现有电池管理系统通常包括硬件和软件两部分，其中硬件部分主要包括电池组电压电流测量电路、温度传感器、保险丝和继电器等电气元件；软件部分主要负责实时监测电池组的状态、控制充放电过程、实现故障诊断和报警等功能。在追求能源高效利用的今天，低功耗的能效优化也是当下的重要研究方向，如何通过优化电路设计、采用更高效的开关器件及引入先进的控制策略，以有效减少电池管理系统的能耗，成为当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种低功耗电池管理系统，能够有效克服现有技术所存在的电池管理系统能耗较高的缺陷。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
5、一种低功耗电池管理系统，包括多个电池采样芯片afe、多个从控单元csc和主控单元bmu；
6、电池采样芯片afe，采集电池单体的电压、电流和温度数据，并将数据发送至对应的从控单元csc，同时在长时间未接收到有效命令时进入低功耗状态；
7、从控单元csc，收集电池采样芯片afe发送的电池单体的电压、电流和温度数据，并将数据发送至主控单元bmu，同时在需要测量电池单体数据时向对应的电池采样芯片afe发送唤醒信号、寄存器读写命令和adc测量命令；
8、主控单元bmu，对各从控单元csc发送的数据进行处理，执行高级控制算法，并与其他系统进行通信。
9、优选地，所述电池采样芯片afe的控制器状态机包含的状态有第一上电复位状态por1、初始化状态init、等待就绪状态standby、采样测量状态measure、低功耗状态slp和第二上电复位状态por2；
10、第一上电复位状态por1，该状态下保留寄存器rtn_reg中的初始化使能位trim_en为0，电池采样芯片afe上电后进入第一上电复位状态por1，并等待时钟稳定、复位释放后进入初始化状态init，同时以后上电复位后直接进入第二上电复位状态por2；
11、初始化状态init，电池采样芯片afe从一次性可编程器件otp中读取时钟晶振、adc的初始化值trim，并对时钟晶振、adc进行参数调整，同时初始化值trim保存至保留寄存器rtn_reg中，保留寄存器rtn_reg中的初始化使能位trim_en置1，表明保留寄存器rtn_reg中存储的初始化值trim为时钟晶振、adc的有效初始化值，参数调整完成后进入等待就绪状态standby；
12、等待就绪状态standby，当接收到adc测量命令时，进入采样测量状态measure，当看门狗定时器wdt超时时，进入低功耗状态slp，并在非首次上电时直接从保留寄存器rtn_reg中读取初始化值trim，对时钟晶振、adc进行参数调整；
13、采样测量状态measure，采集电池单体的电压、电流和温度数据，并将数据发送至对应的从控单元csc，测量完成后返回等待就绪状态standby；
14、低功耗状态slp，向模拟电源控制模块pwr_ctrl发送电源关断信号，模拟电源控制模块pwr_ctrl控制电池采样芯片afe断电，该状态下保留寄存器rtn_reg中的初始化使能位trim_en为1，当模拟唤醒模块wkp1接收到对应的从控单元csc发送的唤醒信号时，向模拟电源控制模块pwr_ctrl发送上电使能信号，模拟电源控制模块pwr_ctrl控制电池采样芯片afe上电，进入第二上电复位状态por2；
15、第二上电复位状态por2，等待时钟稳定、复位释放后进入等待就绪状态standby。
16、优选地，所述电池采样芯片afe包括电池单体vbat、前端稳压器pre-regulator、npn三极管、模拟部分ana、数字部分dig、保留寄存器rtn_reg、模拟电源控制模块pwr_ctrl、模拟唤醒模块wkp1、第一电压稳压器ldo1和第二电压稳压器ldo2；
17、所述电池单体vbat连接前端稳压器pre-regulator的输入端、第一电压稳压器ldo1的输入端，以及npn三极管的集电极，所述前端稳压器pre-regulator的输出端通过开关sw1连接npn三极管的基极，所述npn三极管的发射极连接模拟部分ana、第二电压稳压器ldo2的输入端，所述第二电压稳压器ldo2的输出端连接数字部分dig；
18、所述第一电压稳压器ldo1的输出端通过开关sw2、开关sw3分别连接保留寄存器rtn_reg、模拟唤醒模块wkp1，所述第一电压稳压器ldo1的输出端连接模拟电源控制模块pwr_ctrl。
19、优选地，所述电池采样芯片afe处于低功耗状态slp或在首次上电后未接收到唤醒信号时，向模拟电源控制模块pwr_ctrl发送电源关断信号，模拟电源控制模块pwr_ctrl控制开关sw1断开，npn三极管不导通，模拟部分ana和数字部分dig断电；
20、所述电池采样芯片afe处于第一上电复位状态por1或第二上电复位状态por2时，向模拟电源控制模块pwr_ctrl发送电源打开信号，模拟电源控制模块pwr_ctrl控制开关sw1闭合，npn三极管导通，电池单体vbat向模拟部分ana供电，同时电池单体vbat通过第二电压稳压器ldo2向数字部分dig供电。
21、优选地，所述电池采样芯片afe在首次上电后，模拟电源控制模块pwr_ctrl控制开关sw2常闭，电池单体vbat通过第一电压稳压器ldo1向保留寄存器rtn_reg供电，以使保留寄存器rtn_reg保留存储的初始化值trim。
22、优选地，所述模拟电源控制模块pwr_ctrl控制开关sw3常闭，电池单体vbat通过第一电压稳压器ldo1向模拟唤醒模块wkp1供电，以使模拟唤醒模块wkp1随时接收对应的从控单元csc发送的唤醒信号。
23、优选地，所述电池采样芯片afe与对应的从控单元csc之间采用spi方式进行通信，所述从控单元csc与主控单元bmu之间采用有线或无线方式进行通信，所述电池采样芯片afe向对应的从控单元csc供电。
24、(三)有益效果
25、与现有技术相比，本发明所提供的一种低功耗电池管理系统，通过优化电路设计、采用更高效的开关器件及引入先进的控制策略，能够有效降低电池采样芯片afe的漏电流，使得电池采样芯片afe的漏电流降低至2μa，从而能够大幅减少电池管理系统的能耗。
1.一种低功耗电池管理系统，其特征在于：包括多个电池采样芯片afe、多个从控单元csc和主控单元bmu；
2.根据权利要求1所述的低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电池采样芯片afe的控制器状态机包含的状态有第一上电复位状态por1、初始化状态init、等待就绪状态standby、采样测量状态measure、低功耗状态slp和第二上电复位状态por2；
3.根据权利要求2所述的低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电池采样芯片afe包括电池单体vbat、前端稳压器pre-regulator、npn三极管、模拟部分ana、数字部分dig、保留寄存器rtn_reg、模拟电源控制模块pwr_ctrl、模拟唤醒模块wkp1、第一电压稳压器ldo1和第二电压稳压器ldo2；
4.根据权利要求3所述的低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电池采样芯片afe处于低功耗状态slp或在首次上电后未接收到唤醒信号时，向模拟电源控制模块pwr_ctrl发送电源关断信号，模拟电源控制模块pwr_ctrl控制开关sw1断开，npn三极管不导通，模拟部分ana和数字部分dig断电；
5.根据权利要求3所述的低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电池采样芯片afe在首次上电后，模拟电源控制模块pwr_ctrl控制开关sw2常闭，电池单体vbat通过第一电压稳压器ldo1向保留寄存器rtn_reg供电，以使保留寄存器rtn_reg保留存储的初始化值trim。
6.根据权利要求3所述的低功耗电池管理系统，其特征在于：所述模拟电源控制模块pwr_ctrl控制开关sw3常闭，电池单体vbat通过第一电压稳压器ldo1向模拟唤醒模块wkp1供电，以使模拟唤醒模块wkp1随时接收对应的从控单元csc发送的唤醒信号。
7.根据权利要求1所述的低功耗电池管理系统，其特征在于：所述电池采样芯片afe与对应的从控单元csc之间采用spi方式进行通信，所述从控单元csc与主控单元bmu之间采用有线或无线方式进行通信，所述电池采样芯片afe向对应的从控单元csc供电。
